Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» подтвердил обнаружение самого удаленного активного в рентгеновском диапазоне галактического ядра, свет от которого шел до Земли 13,2 миллиарда лет. Его существование требует массивного зародыша, возникшего при прямом коллапсе газового облака. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Обнаружение очень ярких квазаров при значениях красного смещения z более семи создает проблему при объяснении массы содержащихся в них сверхмассивных черных дыр, составляющей более 109 масс Солнца. Если их зародыши возникли в результате смерти массивных звезд первого поколения и обладали массой до ста масс Солнца, то им нужно было постоянно аккрециировать материю на уровне или выше Эддингтоновского предела в течение 700–800 миллионов лет. Альтернативная гипотеза предполагает меньший темп аккреции и более массивные (около 104 масс Солнца) зародыши, которые могли образоваться в результате прямого коллапса облаков газа в ранней Вселенной.
Группа астрономов во главе с Энди Голдингом (Andy D. Goulding) из Принстонского университета сообщила о спектроскопическом подтверждении самого далекого рентгеновского активного галактического ядра в линзированной галактике UHZ-1, обнаруженного весной этого года в окрестностях скопления галактик Abell 2744 по данным телескопов «Чандра» и «Джеймс Уэбб». Новые данные наблюдений получены в июле-августе 2023 года прибором NIRSpec «Джеймса Уэбба».
Спектроскопическое красное смещение галактики составило z = 10,071, она характеризуется звездной массой 108,1 масс Солнца, скоростью звездообразования 1,3 массы Солнца в год и физическим эффективным радиусом 0,592 парсека. Масса центральной черной дыры составляет 107-8 масс Солнца.
Таким образом, соотношение массы черной дыры к звездной массе составляет 0,05–1, что больше, чем типичные подобные соотношения (типичное соотношение 0,001–0,002) для галактик в Местной Вселенной. Исследователи, как и группа, первоначально обнаружившая галактику, считают, что свойства черной дыры лучше всего укладываются в модель зародыша в виде массивной черной дыры прямого коллапса.
Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел очень маленькую галактику в ранней Вселенной.